Medyczna rejestracja obrazu wideo

Część II: Kimografia

Wprowadzenie

Autor: mgr Marzena Zacirka, dr inż. Marcin Just, dr inż. Michał Tyc (DiagNova Technologies)

Kimografia jest to technika obrazowania pracy fałdów głosowych wykorzystująca rejestrowanie ich zwarć i rozwarć w przedziale czasu, w dowolnie wybranym przekroju poprzecznym fałdów.

Prawidłowa kimografia wymaga przeprowadzania jej w ściśle określony sposób, a kolejne kroki muszą zostać wykonane w odpowiedniej kolejności. Poniżej przedstawiony został schemat rejestracji obrazowania kimograficznego, dzięki któremu przekrój kimograficzny, otrzymany po skończonym obrazowaniu, odda pełny obraz przebiegu pracy fałdów głosowych w czasie oraz pozwoli na dokonanie pełnej analizy pracy fałdów głosowych.

Rysunek 1 przedstawia schematyczny przebieg analizy czasowej wykadrowanych obrazów. Kimografia rozpoczyna się od wykadrowania nagrania wideostroboskopowego na podstawie zaznaczonych przez użytkownika w dowolnej ilości obrazów zarejestrowanych dla różnych położeń fałdów głosowych, (czyli chwil położeń fałdów głosowych). Odpowiednie prostokątne obszary zawierające całość fałdów głosowych są (dla trzech przykładowych położeń) zaznaczone na żółto w górnej części rysunku.

Po zakończeniu etapu kadrowania, otrzymujemy (czerwone strzałki) obrócone i powiększone obrazy fałdów głosowych dla wszystkich klatek ze źródłowego nagrania – na rysunku pokazane po lewej stronie (dla trzech przykładowych położeń).

Z tak utworzonych kolejnych kadrów wybierane są przekroje przez fałdy głosowe w ustalonym miejscu w kolejnych położeń, tj. ustalona pozioma linia z każdego kadru. Z tych linii składany jest przekrój czasowy (analiza czasowa pracy fałdów na wybranym przekroju) – jak pokazują pomarańczowe strzałki dla trzech przykładowych położeń. Niebieska strzałka na schemacie wskazuje upływ czasu. Za pomocą suwaka na przekroju czasowym możliwe jest ustawienie wybranej chwili czasu nagrania, z lewej strony automatycznie wyświetla się pochodząca z tego położenia pełna wykadrowana klatka.

Rys. 1 Suwak na wykadrowanej klatce pozwala natomiast wybór miejsca przekroju poprzecznego, który ma być poddany analizie (czyli wybór odpowiedniej poziomej linii obrazu), co obrazuje rys. 2. Zmiana położenia suwaka w górę lub w dół powoduje automatyczne wyznaczenie odpowiedniego przekroju czasowego i wyświetlenie go w prawej części okna. Po prawej stronie schematu pokazano przekroje czasowe uzyskane dla trzech przykładowo wybranych miejsc na fałdach głosowych.

Obrazowanie kimograficzne pozwala perfekcyjnie określić występowanie oraz miejsce występowania niedomykalności fałdów głosowych lub ich nierównej pracy. Są to schorzenia dotykające szczególnie grupy ludzi pracujących głosem, takich jak śpiewacy, czy nauczyciele. Wykorzystanie przekroju kimograficznego do diagnostyki pracy fałów głosowych, pozwala w czytelny i jednoznaczny sposób opisać jakość pracy fałdów głosowych. Przykład wykorzystania kimografii do określenia niedomykalności fałdów oraz miejsca jej występowania (przekrój poprzeczny, w którym występuje), został przedstawiony na schemacie poniżej.

Rys. 2. Schemat wyboru analizowanego miejsca przekroju poprzecznego

Na przekroju czasowy przedstawiony na rysunku 2 u góry z prawej strony jest bardzo wyraźnie widoczna niedomykalność fałdów głosowych: na całej długości przekroju czasowego, czyli w całym zakresie czasu pracy fałdów poddanym analizie, widać przerwę pomiędzy lewym i prawym fałdem. Dwa pozostałe przekroje, wykonane dla innych miejsc na fałdach głosowych, nie wykazują niedomykalności – widoczne są kolejno fazy zwarć i rozwarć. Ustawiając za pomocą suwaków odpowiednie miejsce przekroju oraz położenie, można bardzo precyzyjnie zobrazować stopień niedomykalności oraz określić miejsce na fałdach, w których ona występuje. Podobnie można badać inne nieprawidłowości pracy fałdów głosowych, np. asymetrię.

Kimografia znacząco przewyższa ilość informacji możliwych do uzyskania z pojedynczej klatki uzyskanej kamerą stroboskopową. Badanie nierównomierności pracy fałdów głosowych metodą kimografii jest co najmniej porównywalne z przeprowadzeniem analizy akustycznej pod względem łatwości dokumentacji oraz ilości informacji zawartych na pojedynczym obrazie kimograficznym.